القوة المعيقة والسرعة الحدية

التحكم في المظلة والمحاكاة

حالة المظلة (Parachute):

كتلة المظلي مع المعدات (m): 70 kg

قوة الجاذبية (Fg) القوة المعيقة (F_drag) المحصلة والتسارع (a) القيم العددية بالرسم

السرعة اللحظية الهابطة (v): 0.0 m/s (0 km/h)

الارتفاع المتبقي عن الأرض (h): 2000 m

قوة الجاذبية الثابتة (Fg = mg): 686.0 N

القوة المعيقة الصاعدة (F_drag): 0.0 N

التسارع اللحظي (a = F_net/m): 9.80 m/s²

السرعة الحدية المتوقعة: 54.0 m/s (~194 km/h)

💡 قانون القوة المعيقة والسرعة الحدية:
• القوة المعيقة $F_{\text{drag}} = \frac{1}{2} C_d \rho A v^2$ تعتمد طردياً على مساحة السطح ومربع السرعة.
• عندما تتساوى القوة المعيقة مع الجاذبية ($F_{\text{drag}} = F_g$)، تنعدم المحصلة ($F_{\text{net}} = 0$) ويتلاشى التسارع ($a = 0$) فيسقط الجسم بالسرعة الحدية.
• فتح المظلة: يضاعف المساحة $A$ فتزداد القوة المعيقة فورياً لتبطئ السرعة من 54 m/s إلى 5 m/s فقط للهبوط الآمن.